CFRP在汽车覆盖件中的应用研究*

doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2020.07.019

汽车工程 ›› 2020, Vol. 42 ›› Issue (7): 978-984.doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2020.07.019

CFRP在汽车覆盖件中的应用研究^*

高云凯¹, 刘哲¹, 徐亚男¹, 徐翔¹, 冯兆玄²

1.同济大学汽车学院,上海 201804;
2.上汽大众汽车有限公司,上海 201805

收稿日期:2019-09-12 出版日期:2020-07-25 发布日期:2020-08-14
通讯作者: 刘哲,博士研究生,E-mail:liuzhe@tongji.edu.cn。
基金资助:
*国家自然科学基金(51575399)和国家重点研发计划(2016YFB0101602)资助。

Research on the Application of CFRP in Automobile Panels

Gao Yunkai¹, Liu Zhe¹, Xu Yanan¹, Xu Xiang¹, Feng Zhaoxuan²

1. School of Automotive Studies, Tongji University, Shanghai 201804;
2. SAIC Volkswagen Automotive Company, Shanghai 201805

Received:2019-09-12 Online:2020-07-25 Published:2020-08-14

摘要/Abstract

摘要： 本文中采用CFRP(碳纤维增强复合材料)和环氧树脂基体材料,对某SUV混合动力车型的发动机罩进行了拓扑优化、样件试制和性能试验分析。根据发动机罩的真实工况,以质量最小化为目标函数,以钢制发动机罩试验测得的性能指标(扭转刚度、前点和后点弯曲刚度、侧向刚度、1阶扭转和弯曲模态)为约束函数,对CFRP发动机罩进行等效替代拓扑优化。多种工况试验结果表明,CFRP发动机罩相较于钢制发动机罩性能提升均在10%以上,同时轻量45.56%。

关键词: 碳纤维增强复合材料, 发动机罩, 拓扑优化, 轻量化

Abstract: In this paper, carbon fiber reinforced plastics (CFRP) and epoxy resin matrix materials are used for topology optimization, sample manufacturing and performance analysis of the engine hood of an SUV hybrid car. According to the actual working condition of the engine hood, with the mass minimization as the objective function, with the performance index (torsional stiffness, anterior and posterior bending stiffness, lateral stiffness, first-order torsion and bending mode) measured by the steel engine hood tests as the constraint function, the equivalent alternative topology optimization of the CFRP engine hood is carried out. The test results for various working conditions show that the performance of CFRP engine hood compared to steel engine hood is improved by more than 10% and the weight is reduced by 45.56%.

Key words: CFRP, engine cover, topology optimization, lightweight

高云凯, 刘哲, 徐亚男, 徐翔, 冯兆玄. CFRP在汽车覆盖件中的应用研究^*[J]. 汽车工程, 2020, 42(7): 978-984.

Gao Yunkai, Liu Zhe, Xu Yanan, Xu Xiang, Feng Zhaoxuan. Research on the Application of CFRP in Automobile Panels[J]. Automotive Engineering, 2020, 42(7): 978-984.

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